المجرات المتفاعلة

المجرات المتفاعلة ، والمعروفة أيضًا بالمجرات المتصادمة ، هي مجرتان أو أكثر تتسبب مجالات جاذبيتها في اضطراب بعضها البعض. توجد أنواع عديدة من التفاعلات المجرية، منها التفاعلات الكبرى، والتفاعلات الصغرى، والتأثير المتبادل بين المجرات. تحدث التفاعلات الكبرى بين مجرات ذات كتل متقاربة، بينما تشمل التفاعلات الصغرى مجرات ذات كتل متفاوتة بشكل كبير. ^{[ 1 ]} مثال على التفاعلات الصغرى هو تأثير مجرة ​​تابعة على الأذرع الحلزونية للمجرة الرئيسية . مثال على التفاعلات الكبرى هو تصادم المجرات، مثل التصادم الذي يتوقع علماء الفلك حدوثه مستقبلًا بين مجرتي درب التبانة وأندروميدا. ^{[ 2 ]} قد تؤدي التصادمات إلى اندماج المجرات ، وقد تؤدي أيضًا إلى ظواهر أخرى مثل تكوّن النجوم ^{[ 3 ]} ونشاط الثقوب السوداء ^{[ 4 ]} .

من الشائع أن تتفاعل المجرات العملاقة مع أقمارها . قد تجذب جاذبية أحد الأقمار أحد الأذرع الحلزونية للمجرة الرئيسية . أو قد يغوص القمر الثانوي في المجرة الرئيسية، كما هو الحال في مجرة ​​القوس القزمة الإهليلجية التي تغوص في مجرة ​​درب التبانة . قد يؤدي ذلك إلى تحفيز تكوين عدد قليل من النجوم . كانت هذه التجمعات النجمية اليتيمة تُعرف أحيانًا باسم "البقع الزرقاء" قبل أن تُكتشف كنجوم. ^{[ 1 ]}

تُعدّ المجرات المتصادمة شائعة خلال تطور المجرات . ^{[ 6 ]} ونظرًا للتوزيع المتناقص للغاية للمادة في المجرات، فإن هذه التفاعلات ليست تصادمات بالمعنى التقليدي، بل هي تفاعلات جاذبية. ونتيجةً لذلك، تتأثر بعض خصائص المجرات، مثل تكوين النجوم وشكلها وحجمها، بالتفاعلات مع المجرات الأخرى. ^{[ 5 ]}

قد يؤدي التصادم إلى اندماج مجرتين إذا لم تمتلكا زخمًا كافيًا لمواصلة حركتهما بعد التصادم. وكما هو الحال في تصادمات المجرات الأخرى ، قد يُؤدي اندماج مجرتين إلى تكوين منطقة انفجار نجمي . ^{[ 7 ]} يُعد هذا الانفجار النجمي مثالًا على زيادة معدل تكوين النجوم داخل المجرات المندمجة. تُشير دراسة أُجريت عام 2024 إلى أن كتلة المجرتين المُتصادمتين تُعدّ عاملًا أساسيًا في تحديد هذا التغيير في معدل تكوين النجوم. وتُشير الدراسة إلى أنه إذا كانت كتلة المجرتين مُتقاربة في البداية، فإن هذه الزيادة في معدل تكوين النجوم ستكون أكبر. ^{[ 8 ]} عند تكوّن منطقة الانفجار النجمي، تعود المجرتان إلى بعضهما البعض وتندمجان في النهاية لتُشكّلا مجرة ​​واحدة بعد مرورهما عبر بعضهما البعض عدة مرات. إذا كانت إحدى المجرتين المُتصادمتين أكبر بكثير من الأخرى، فستبقى سليمة إلى حد كبير بعد الاندماج. ستبدو المجرة الأكبر مُشابهة إلى حد كبير للمجرة الأصغر، بينما ستتفكك المجرة الأصغر وتُصبح جزءًا من المجرة الأكبر. عندما تمر المجرات عبر بعضها البعض، على عكس ما يحدث أثناء عمليات الاندماج، فإنها تحتفظ إلى حد كبير بمادتها وشكلها بعد المرور.

تُجرى محاكاة تصادمات المجرات بشكل متكرر على أجهزة الحاسوب، باستخدام مبادئ فيزيائية واقعية، تشمل محاكاة قوى الجاذبية، وظواهر تبديد الغاز، وتكوين النجوم، والتغذية الراجعة. يُبطئ الاحتكاك الديناميكي الحركة النسبية لأزواج المجرات، والتي قد تندمج في مرحلة ما، وفقًا للطاقة النسبية الأولية لمداراتها. يمكن الاطلاع على مكتبة لمحاكاة تصادمات المجرات على موقع مرصد باريس الإلكتروني GALMER. ^{[ 9 ]}

يُعدّ التحرش بالمجرات نوعًا من التفاعل بين مجرة ​​منخفضة الإضاءة ومجرة أكثر سطوعًا يحدث داخل تجمعات مجرية غنية ، مثل العذراء وكوما ، حيث تتحرك المجرات بسرعات نسبية عالية وتتعرض لمواجهات متكررة مع أنظمة أخرى في التجمع بسبب الكثافة المجرية العالية.

وفقًا لمحاكاة حاسوبية ، تُحوّل هذه التفاعلات أقراص المجرات المتأثرة إلى مجرات حلزونية مضطربة ذات قضبان ، وتُنتج انفجارات نجمية ، يتبعها، في حال حدوث المزيد من التفاعلات، فقدان الزخم الزاوي وتسخين الغاز. والنتيجة هي تحويل المجرات الحلزونية منخفضة الإضاءة (من النوع المتأخر) إلى مجرات كروية قزمة ومجرات إهليلجية قزمة . ^{[ 10 ]}

ادّعى الباحثون وجود أدلة تدعم هذه الفرضية من خلال دراسة المجرات القزمة المبكرة في عنقود العذراء ، حيث وجدوا هياكل، كالأقراص والأذرع الحلزونية، تشير إلى أنها أنظمة قرصية سابقة تحوّلت بفعل التفاعلات المذكورة آنفًا. ^{[ 11 ]} إلا أن وجود هياكل مماثلة في مجرات قزمة مبكرة معزولة، مثل LEDA 2108986 ، قد دحض هذه الفرضية. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

قدّر علماء الفلك أن مجرة ​​درب التبانة ستصطدم بمجرة أندروميدا بعد حوالي 4.5 مليار سنة. وبفضل تلسكوب هابل الفضائي ، تمكن علماء الفلك من تتبع حركة أندروميدا بدقة أكبر، ما أدى إلى استنتاج مفاده أن المجرتين ستتلامسان مؤقتًا قبل أن تندمجا نهائيًا. ^{[ 2 ]} يعتقد البعض أن المجرتين الحلزونيتين ستندمجان في النهاية لتشكلا مجرة ​​إهليلجية ، ستؤدي تفاعلاتها الجاذبية إلى قذف أجرام سماوية مختلفة إلى الخارج، وإخراجها من المجرة الإهليلجية الناتجة. ^{[ 14 ] [ 15 ]} أو ربما مجرة ​​قرصية كبيرة . ^{[ 16 ]}

تشير دراسات حديثة إلى أن التفاعلات المجرية قد تلعب دورًا هامًا في تحفيز نشاط الثقوب السوداء، وذلك بدفع الغاز نحو المناطق المركزية للمجرات، حيث يُغذي تراكم المادة على الثقوب السوداء فائقة الكتلة ونشاط النوى المجرية النشطة. ^{[ 17 ]} وتشير كل من الأدلة الرصدية والمحاكاة إلى أن هذا التدفق الغازي يُمكن أن يُشعل نشاط النوى المجرية النشطة . وتقترح دراسة أُجريت عام 2014 ^{[ 4 ]} أن تغذية النوى المجرية النشطة تعتمد على محتوى الغاز والحالة التطورية للمجرة المضيفة. وقد وجد الباحثون أن المجرات الزرقاء المُشكِّلة للنجوم تستضيف نوى مجرية نشطة ذات كفاءة إشعاعية عالية تُغذى بالغاز البارد، بينما تستضيف المجرات الخاملة والأكثر ضخامة نوى مجرية نشطة راديوية تُغذى بتراكم المادة الذي يهيمن عليه التراكم الميكانيكي. ووجدت دراسة أُجريت عام 2020 ^{[ 18 ]} أن نسبة حدوث النوى المجرية النشطة أعلى بكثير في المجرات الخاملة (بعد انفجار تكوين النجوم). ويُجادل الباحثون بأن هذا الاتجاه يعكس على الأرجح استمرار توافر الغاز المتبقي، بدلًا من أن يكون الخمول نتيجة مباشرة لتأثير الثقوب السوداء على المجرة المضيفة. تدعم هذه الدراسات مجتمعة تسلسلًا تطوريًا تتشابك فيه تفاعلات المجرات وتكوين النجوم ونشاط النوى المجرية النشطة بشكل وثيق في تشكيل تطور المجرات.

• NGC 7318

• تصادمات المجرات
• أكل لحوم البشر في المجرة
• غالمر: محاكاة اندماج المجرات